Μελέτη της λειτουργίας της νευροαγγειακής μονάδας μετά από επαγόμενη νευροφλεγμονή από την τοξίνη LPS
Φόρτωση...
Ημερομηνία
Συγγραφείς
Τσιώτη, Ιωάννα
Τίτλος Εφημερίδας
Περιοδικό ISSN
Τίτλος τόμου
Εκδότης
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Επιστημών Υγείας. Τμήμα Ιατρικής
Περίληψη
Τύπος
Είδος δημοσίευσης σε συνέδριο
Είδος περιοδικού
Είδος εκπαιδευτικού υλικού
Όνομα συνεδρίου
Όνομα περιοδικού
Όνομα βιβλίου
Σειρά βιβλίου
Έκδοση βιβλίου
Συμπληρωματικός/δευτερεύων τίτλος
Περιγραφή
Εισαγωγή: Ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός είναι υπεύθυνος για την μεταφορά ουσιών μεταξύ της κυκλοφορίας του αίματος και του ΚΝΣ. Τα κύρια κυτταρικά δομικά στοιχεία που συνθέτουν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό είναι τα ενδοθηλιακά κύτταρα, οι απολήξεις (endfeet) των αποφυάδων των αστροκυττάρων και τα περικύτταρα. Η Νευροφλεγμονή είναι μια παθολογική κατάσταση, η οποία παρατηρείται σε διάφορες νευροεκφυλιστικές νόσους, και χαρακτηρίζεται από δυσλειτουργία του αιματοεγκεφαλικού φραγμού, ενεργοποίηση της μικρογλοίας και αστρογλοίωση. Τα αστροκύτταρα εκφράζουν το διαμεμβρανικό κανάλι νερού Ακουαπορίνη 4,το οποίο πρόσφατες μελέτες συσχετίζουν με τη νευροφλεγμονή και την αποδιοργάνωση του αιματοεγκεφαλικού φραγμού.
Ο σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η παρατήρηση σε πραγματικό χρόνο των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των αιμοφόρων αγγείων, της μικρογλοίας και των περιαγγειακών αστροκυττάρων κάτω από φυσιολογικές συνθήκες και μετά την πρόκληση επαγομένης από το LPS νευροφλεγμονής, χρησιμοποιώντας συνεστιακή μικροσκοπία για την παρατήρηση της τοπολογίας της Ακουαπορίνης 4, αλλά και μικροσκοπία δύο φωτονίων για την μελέτη σε αναισθητοποιημένα ποντίκια της αποδιοργάνωσης του φραγμού και των δυναμικών αλληλεπιδράσεων της μικρογλοίας με τα ενδοθηλιακά αγγεία.
Υλικά Μέθοδοι: Συστημική χορήγηση δύο δόσεων 5mg/kg LPS πραγματοποιήθηκε σε διαγονιδιακά ποντίκια CX3CR1-EGFP, τα οποία εκφράζουν φθορίζουσα πρωτεΐνη για την μικρογλοία με σκοπό την παρατήρηση της αλληλεπίδρασης της με τα αγγεία των ενδοθηλιακών κυττάρων υπό νευροφλεγμονώδη συνθήκες και σε φυσιολογικές συνθήκες. Η ίδια δόση LPS χορηγήθηκε σε C57BL6 ποντίκια για την μελέτη της τοπολογίας της Ακουαπορίνης 4 στις απολήξεις των αποφυάδων των αστροκυττάρων καθώς και στα ενδοθηλιακά αγγεία σε συνθήκες νευροφλεγμονής καθώς και σε φυσιολογικές συνθήκες. Τέλος χορηγήθηκε ο Χημικός Παράγοντας PLX-X, μέσω της τροφής σε C57BL6 ποντίκια με σκοπό την εξάλειψη του πληθυσμού της μικρογλοίας και την μελέτη της τοπολογίας, της μορφολογίας και της ενεργοποίησης των αστροκυττάρων μετά την χορήγηση του συγκεκριμένου παράγοντα καθώς και μετά την έγχυση των δύο δόσεων LPS.
Αποτελέσματα: Τα αποτελέσματα μας δείχνουν ότι το LPS επάγει την υπερτροφία των αστροκυττάρων και την πόλωση των απολήξεων των αποφυάδων τους προς τα ενδοθηλιακά αγγεία. Επίσης , η Ακουαπορίνη 4, η οποία σε φυσιολογικές συνθήκες εντοπίζεται μόνο στις απολήξεις των αποφυάδων των περιαγγειακών αστροκυττάρων, 1 και 4 ημέρες μετά την χορήγηση του LPS, εντοπίζεται σε όλο το μήκος των αποφυάδων των περιαγγειακών αστροκυττάρων. Τέλος η χορήγηση ενός καταστολέα της μικρογλοίας, οποίος σε φυσιολογικές συνθήκες προκαλεί εξάλειψη του 90% των μικρογλοιακών κυττάρων, έπειτα από πρόκληση νευροφλεγμονής με δύο δόσεις LPS, οδήγησε σε ενεργοποίηση του πολλαπλασιασμού των μικρογλοιακών κυττάρων, καθώς και χρονικά καθυστερημένη ενεργοποίηση των αστροκυττάρων και απώλεια του περιαγγειακους τους εντοπισμού. Παρόλα αυτά τα επίπεδα ενεργοποίησης της μικρογλοίας και των αστροκυττάρων είναι μειωμένα συγκριτικά με εκείνα στα οποία είχε χορηγηθεί μόνο το LPS.
Συμπεράσματα: Η μελέτη αυτή προσθέτει νέες πληροφορίες στην χωροχρονική αλληλουχία των γεγονότων που πραγματοποιούνται στην Νευροαγγειακή Μονάδα μετά από την εμφάνιση νευροφλεγμονής, επηρεάζοντας τους μηχανισμούς επιβίωσης των νευρώνων και την νευρωνική δραστηριότητα τους.
Introduction: The blood-brain barrier (BBB) is a highly selective barrier for the transport of substances between blood circulation and the central nervous system. Three cellular components of the brain microvasculature compose the BBB – the endothelial cells, the astrocyte end-feet and the pericytes (PCs). Neuroinflammation is a common pathological event observed in many different brain diseases, frequently associated with BBB dysfunction and also, characterized by microglia activation and extensive astrogliosis. Astrocytes express aquaporin 4 (AQP4), the water channel protein, involved in water homeostasis. Recent studies have started correlating neuroinflammation and BBB leakage with AQP4 channels dysregulation. Aim of this study is to visualize in real time the interactions between, blood vessels, microglia and perivascular astrocytes, under physiological conditions and following LPS-systemic inflammation, using both confocal microscopy to observe the localization of AQP4 participating in BBB formation and 2-photon laser scanning microscopy (2P-LSM) intravital imaging, study in real time in whole anaesthetised mice BBB leakage and dynamic interactions of microglia with blood vessels under physiological and neuroinflammatory conditions at certain time periods upon LPS administration. Materials and Methods: Systemic administration of two doses of 5 mg/kg LPS is performed in transgenic CX3CR1-EGFP mice expressing fluorescent protein specifically in microglia in order to follow the attachment/detachment of microglial cells to brain vasculature following LPS administration. In parallel to intravital imaging C57/BL6 mice are injected with the same doses of LPS, in order to study the localization of AQP4 in perivascular astrocytes and BBB-endothelial cells respectively in fixed brain tissue. Finally, oral administration of a Chemical Factor PLX-X is performed in C57BL6 mice, in order to eliminate microglial cells and to study the topology, morphology and activation of astrocytes upon PLX-X and LPS injection. Results: Our first data demonstrates a translocation of AQP4 from astrocytic end-feet attached to the blood vessels to the astrocytic processes, following LPS administration. Also, our first data from in vivo imaging shows, that the contact of microglia with the blood vessels exhibits a 2-fold increase upon LPS administration. Finally, our first data indicates that Chemical Factor PLX-X administration induces a 90% elimination of microglia cells and also, these data shows microglia proliferation and astrocytes’ delayed activation upon PLX-X/LPS administration. The microglia proliferation and the level of astrocytic activation upon PLX-X/LPS treatment are lower than LPS administration on its own. Conclusion: This study will add new information on the spatiotemporal sequence of events occurring in the neurovascular niche following brain inflammation, which is a response occurring in every neurological disease or trauma of the CNS affecting immune response, neuronal activity and survival mechanisms.
Introduction: The blood-brain barrier (BBB) is a highly selective barrier for the transport of substances between blood circulation and the central nervous system. Three cellular components of the brain microvasculature compose the BBB – the endothelial cells, the astrocyte end-feet and the pericytes (PCs). Neuroinflammation is a common pathological event observed in many different brain diseases, frequently associated with BBB dysfunction and also, characterized by microglia activation and extensive astrogliosis. Astrocytes express aquaporin 4 (AQP4), the water channel protein, involved in water homeostasis. Recent studies have started correlating neuroinflammation and BBB leakage with AQP4 channels dysregulation. Aim of this study is to visualize in real time the interactions between, blood vessels, microglia and perivascular astrocytes, under physiological conditions and following LPS-systemic inflammation, using both confocal microscopy to observe the localization of AQP4 participating in BBB formation and 2-photon laser scanning microscopy (2P-LSM) intravital imaging, study in real time in whole anaesthetised mice BBB leakage and dynamic interactions of microglia with blood vessels under physiological and neuroinflammatory conditions at certain time periods upon LPS administration. Materials and Methods: Systemic administration of two doses of 5 mg/kg LPS is performed in transgenic CX3CR1-EGFP mice expressing fluorescent protein specifically in microglia in order to follow the attachment/detachment of microglial cells to brain vasculature following LPS administration. In parallel to intravital imaging C57/BL6 mice are injected with the same doses of LPS, in order to study the localization of AQP4 in perivascular astrocytes and BBB-endothelial cells respectively in fixed brain tissue. Finally, oral administration of a Chemical Factor PLX-X is performed in C57BL6 mice, in order to eliminate microglial cells and to study the topology, morphology and activation of astrocytes upon PLX-X and LPS injection. Results: Our first data demonstrates a translocation of AQP4 from astrocytic end-feet attached to the blood vessels to the astrocytic processes, following LPS administration. Also, our first data from in vivo imaging shows, that the contact of microglia with the blood vessels exhibits a 2-fold increase upon LPS administration. Finally, our first data indicates that Chemical Factor PLX-X administration induces a 90% elimination of microglia cells and also, these data shows microglia proliferation and astrocytes’ delayed activation upon PLX-X/LPS administration. The microglia proliferation and the level of astrocytic activation upon PLX-X/LPS treatment are lower than LPS administration on its own. Conclusion: This study will add new information on the spatiotemporal sequence of events occurring in the neurovascular niche following brain inflammation, which is a response occurring in every neurological disease or trauma of the CNS affecting immune response, neuronal activity and survival mechanisms.
Περιγραφή
Λέξεις-κλειδιά
Νευροαγγειακή μονάδα, Νευροφλεγμονή, Τοξίνη LPS, Ακουαπορίνη 4, Neurovascular Unit (NVU), LPS, Neuroinflammation, AQP4
Θεματική κατηγορία
Τοξίνες
Παραπομπή
Σύνδεσμος
Γλώσσα
el
Εκδίδον τμήμα/τομέας
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Επιστημών Υγείας. Τμήμα Ιατρικής
Όνομα επιβλέποντος
Κούκλης, Παναγιώτης
Εξεταστική επιτροπή
Κούκλης, Παναγιώτης
Βεζυράκη, Πάτρα
Σύρρου, Μαρίκα
Βεζυράκη, Πάτρα
Σύρρου, Μαρίκα
Γενική Περιγραφή / Σχόλια
Ίδρυμα και Σχολή/Τμήμα του υποβάλλοντος
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Επιστημών Υγείας. Τμήμα Ιατρικής
Πίνακας περιεχομένων
Χορηγός
Βιβλιογραφική αναφορά
Βιβλιογραφία: σ. 97-112
Ονόματα συντελεστών
Αριθμός σελίδων
112 σ.